小井眼鉆井提速工藝技術與應用研究

齊志山

摘要：小井眼鉆井技術應用領域比較廣闊，隨著鉆井技術設備及工具的出現，當前，小井眼技術不僅可用于淺井，直井，也可用于中深井和深井，定向井和水平井，多分支井；不僅可用于探井也可用于開發井；不僅用于打新井，也用于老井加深和開窗側鉆。小井眼技術發展是勘探開發的需要，發展和應用小井眼技術主要目的是降低鉆井成本。提高機械鉆速是實現高效鉆井的重要措施之一，積極開展小井眼旋沖鉆井提速技術實驗與應用，進行工藝現場試驗，減少鉆頭粘滑振動有效傳遞鉆壓，利用高效沖擊破巖增加機械鉆速達50%以上，延長鉆頭使用壽命，縮短鉆井周期。

關鍵詞：提速；鉆井工藝；小井眼；鉆井周期；鉆頭壽命

近年在國際原油價格斷崖式下跌的背景下大幅度降低施工成本，縮短施工周期，提高綜合經濟效益。小井眼鉆井又得到了人們的普遍關注。在深井超深井的尾管、老井側鉆、小井眼鉆井等井型中得到廣泛應用。積極開展新技術、新方法在鉆井工藝技術方面的應用，是推動高效鉆井工藝發展的必經之路。在小井眼鉆井方面，開展了提速鉆井工藝的調研和現場實踐，嘗試應用了水力旋沖鉆井。現場試驗表明，該鉆井提速工具應用效果較好，同時也開展了固井及注水泥塞相關技術實踐及應用，為鉆井工藝技術的實踐提供借鑒。

1 鉆井提速工具

1.1 水力旋沖鉆井技術

旋沖鉆井原理是在常規旋轉鉆進的基礎上，再加上一個沖擊器。沖擊器是一種井底動力機械，一般接在井底鉆頭的上端，依靠鉆井液推動其活塞沖錘上下運動，撞擊鉆頭，鉆頭在沖擊動載和靜壓旋轉的聯合作用下破碎巖石。通過采用液動沖擊旋轉鉆井技術和對射流沖擊器的改進與防空打機構的設計，大幅度加快逆掩推覆體地層的鉆井速度，利用小鉆壓鉆井來有效控制井斜。水力旋沖鉆井共實施應用4口井，鉆遇地層主要是：石炭系、泥盆系、志留系、奧陶系，主要巖性為：泥晶灰巖、泥灰巖、粉砂質泥巖、泥巖、含礫細砂巖、粉砂巖、瀝青質粉砂巖、灰質泥巖。旋沖鉆井工具在這幾口井使用，大幅度提高機械鉆速，縮短了鉆井周期。

1.2 高溫螺桿+高效PDC鉆頭提速技術

抗高溫螺桿即是用了耐高溫橡膠，以保證螺桿的橡膠定子在高溫情況下不會發生損壞，此次試驗的貝殼休斯高溫直螺桿具有以下四個特點： 耐高溫160°C-190°C；動力強、穩定性高、工作時間長，最高壽命累計使用可達1000小時。使用效果表明，貝克休斯抗高溫螺桿X-Treme+高效PDC 在石炭系、泥盆系、志留系以及奧陶系取得良好的提速效果，平均機械鉆速達到4.04m/h，行程鉆速3.09m/h，兩者都遠遠大于鄰井，分別提高 72.65%和78.6%。經過現場實際應用，貝克休斯耐高溫螺桿+高效PDC 鉆頭提速取得了較好的效果，充分說明貝克休斯螺桿耐高溫性能強，功率大，使用壽命長，PDC鉆頭有較好的抗沖擊、抗研磨性，攻擊力強。在地層溫度高、井段長、巖石強度大、研磨性強井段使用合適的貝克休斯高效PDC鉆頭+貝克休斯耐高溫、長壽命螺桿能夠大幅度提高鉆井速度，減少起下鉆時間，具有積極的推廣價值。

2 固井及注水泥塞技術

2.1 長裸眼全封固固井配套技術及應用

長裸眼全封固固井配套技術根據緊密堆積理論，采用水泥+漂珠+微硅三級顆粒級配，形成1.20～1.40g/cm3的大溫差低密度固井水泥漿體系，該水泥漿體系初始稠度低，可泵流動性較好，曲線平滑基本呈直角稠化。解決了70～135℃大溫差固井，水泥漿易超緩凝頂部強度發展慢，一次性封固段長4000～6000m等技術難題。在此工藝基礎上，逐步摸清非目的層縱橫向承壓能力，針對地層承壓能力極低的特殊區塊，進一步形成全封固正注反擠工藝，縮短常規密度水泥漿稠化時間，一般為200～300分鐘，調整正注水泥漿上返高度，一般為井底以上2000-2500m，同時優化反擠水泥漿時機，固井質量顯著提高，環空段長封固合格率提升至82%。長裸眼全封固固井配套技術的實施，從根本上解決了易漏失井長裸眼全封固固井技術難題。

2.2 易噴易漏儲層注水泥塞技術

通過對目的層易噴易漏儲層特征分析及注水泥塞技術現狀調研，提出了"平衡法"注水泥塞工藝，即依靠水泥漿自重及鉆井液靜液柱壓力平衡儲層壓力的一種注塞工藝。當靜液柱壓力從大于儲層壓力到接近平衡時，井筒剩余水泥漿在漏層以上形成一段連續的水泥漿柱，凝固后形成一段連續的水泥塞封堵油氣層。配方如下：水泥+25%硅粉+10%微硅+2%防氣竄劑Flock-2+3～5%降失水劑LANDY-806L+1.5～4%分散劑LANDY-906L+0.2%消泡劑LANDY-19L+2～3%中、高溫緩凝劑。最低稠化時間可達150分鐘；通過現場試驗進一步對易噴易漏儲層注水塞工藝在水泥塞面高度控制、水泥塞膠結質量控制、井控風險控制三方面進行了優化。

3 結束語

施工前在井筒反推一定高度的凝膠段塞，有助于將井筒存留的油氣推入地層，進入儲層的凝膠可進一步抑制后期油氣與井筒水泥的置換。另外，清潔的井筒可防止泥漿中存留的油氣上竄，影響水泥塞膠結質量。

參考文獻：

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